(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１乃至複数の発光ダイオードを含んで構成されたＬＥＤ発光部を調光するＬＥＤ点灯装置において、
振幅を可変自在に調整して一定振幅の第１のＬＥＤ電流を前記ＬＥＤ発光部に供給する定電流出力部と、
ＰＷＭ制御によって所定周期におけるオンデューティを可変自在に調整して所定のオンデューティの第２のＬＥＤ電流を前記ＬＥＤ発光部に供給するＰＷＭ電流出力部とを備え、
前記定電流出力部が出力する第１のＬＥＤ電流と、前記ＰＷＭ電流出力部が出力する第２のＬＥＤ電流との和が前記ＬＥＤ発光部に供給され、
第１の調光レベル以上では、前記ＰＷＭ電流出力部が第２のＬＥＤ電流のオンデューティを所定値に固定し、前記定電流出力部が第１のＬＥＤ電流の振幅を調光レベルに応じて調整することで前記ＬＥＤ発光部を調光し、
第１の調光レベルより低い第２の調光レベル以下では、前記定電流出力部が第１のＬＥＤ電流を所定振幅に固定し、前記ＰＷＭ電流出力部が第２のＬＥＤ電流のオンデューティを調光レベルに応じて調整することで前記ＬＥＤ発光部を調光し、
第１の調光レベルと第２の調光レベルとの間では、前記定電流出力部が第１のＬＥＤ電流の振幅を調光レベルに応じて調整し、前記ＰＷＭ電流出力部が第２のＬＥＤ電流のオンデューティを調光レベルに応じて調整することで前記ＬＥＤ発光部を調光する
ことを特徴とするＬＥＤ点灯装置。
【請求項２】
第２の調光レベルより低い第３の調光レベル以下では、調光レベルが低下するにしたがって、前記ＰＷＭ電流出力部がＰＷＭ制御の前記所定周期を長くするとともに、第２のＬＥＤ電流のピーク値を低減させることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調光可能なＬＥＤ点灯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として調光制御するＬＥＤ点灯装置があり、ＬＥＤ電流のオンデューティを可変制御するＰＷＭ制御により調光している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３０１８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤ電流のＰＷＭ制御によって調光した場合、ＬＥＤ電流が流れるオン期間とＬＥＤ電流が流れないオフ期間とが交互に所定周期で繰り返される。そして、調光が深くなる（調光レベルが低下する）につれて、ＬＥＤ電流が流れるオン期間が短くなり、ＬＥＤ電流が流れないオフ期間が長くなる（すなわち、オンデューティが短くなる）。
【０００５】
一般にＬＥＤ光源を用いた場合の調光特性は、図７に示すように、直線的な制御とするのではなく、最初は調光度合いを深くして次第に浅くする調光カーブを採用することで、自然な減光特性を実現しようとしている。なお、調光カーブは、２乗カーブ、３乗カーブ、４乗カーブ等に設定される。
【０００６】
しかし、調光レベルが低下してＬＥＤ電流のオンデューティが短くなることによって、人間の目に光のチラツキが感じられてしまう。特に図７に示すように調光レベルの低下に伴って光出力が曲線状に低下する場合、調光レベルが高レベル−低レベル間を移行する間の中レベルでは、光出力変化の変極点Ｐが存在するため、人間の目には光のチラツキが目立ってしまう。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、調光レベルが高レベル−低レベル間を移行する間の中レベルにおいてチラツキを抑制することができるＬＥＤ点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために第１の発明のＬＥＤ点灯装置は、１乃至複数の発光ダイオードを含んで構成されたＬＥＤ発光部を調光するＬＥＤ点灯装置において、振幅を可変自在に調整して一定振幅の第１のＬＥＤ電流を前記ＬＥＤ発光部に供給する定電流出力部と、ＰＷＭ制御によって所定周期におけるオンデューティを可変自在に調整して所定のオンデューティの第２のＬＥＤ電流を前記ＬＥＤ発光部に供給するＰＷＭ電流出力部とを備え、前記定電流出力部が出力する第１のＬＥＤ電流と、前記ＰＷＭ電流出力部が出力する第２のＬＥＤ電流との和が前記ＬＥＤ発光部に供給され、第１の調光レベル以上では、前記ＰＷＭ電流出力部が第２のＬＥＤ電流のオンデューティを所定値に固定し、前記定電流出力部が第１のＬＥＤ電流の振幅を調光レベルに応じて調整することで前記ＬＥＤ発光部を調光し、第１の調光レベルより低い第２の調光レベル以下では、前記定電流出力部が第１のＬＥＤ電流を所定振幅に固定し、前記ＰＷＭ電流出力部が第２のＬＥＤ電流のオンデューティを調光レベルに応じて調整することで前記ＬＥＤ発光部を調光し、第１の調光レベルと第２の調光レベルとの間では、前記定電流出力部が第１のＬＥＤ電流の振幅を調光レベルに応じて調整し、前記ＰＷＭ電流出力部が第２のＬＥＤ電流のオンデューティを調光レベルに応じて調整することで前記ＬＥＤ発光部を調光することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、第２の調光レベルより低い第３の調光レベル以下では、調光レベルが低下するにしたがって、前記ＰＷＭ電流出力部がＰＷＭ制御の前記所定周期を長くするとともに、第２のＬＥＤ電流のピーク値を低減させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明では、調光レベルが高レベル−低レベル間を移行する間の中レベルにおいてチラツキを抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のＬＥＤ点灯装置の構成を示す回路図である。
【図２】（ａ）（ｂ）定電流出力部およびＰＷＭ出力部の各出力電流を示す波形図である。
【図３】調光レベルと光出力との関係を示す特性図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）高調光範囲における各部の電流波形を示す波形図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）中調光範囲における各部の電流波形を示す波形図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）低調光範囲における各部の電流波形を示す波形図である。
【図７】調光特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（実施形態）
図１は、本実施形態のＬＥＤ点灯装置の構成を示す。ＬＥＤ点灯装置は、整流平滑部１と、直流電源部２と、調光信号出力部３とで構成され、１乃至複数の発光ダイオードを含んで構成されたＬＥＤ発光部４にＬＥＤ電流Ｉｏを供給して、調光制御を行う。
【００１４】
整流平滑部１は、商用電源ＡＣを整流するダイオードブリッジからなる整流回路１１と、整流出力を平滑するコンデンサ１２とで構成される。
【００１５】
直流電源部２は、コンデンサ１２の両端電圧を入力電源としており、定電流Ｉ１（第１のＬＥＤ電流）を出力する定電流出力部２１と、ＰＷＭ電流Ｉ２（第２のＬＥＤ電流）を出力するＰＷＭ電流出力部２２とで構成される。そして、定電流Ｉ１とＰＷＭ電流Ｉ２との和であるＬＥＤ電流ＩｏをＬＥＤ発光部４に供給する。
【００１６】
定電流出力部２１は、図２（ａ）に示す定電流Ｉ１の振幅を可変自在に調整可能であり、調光信号出力部３から入力される調光信号に応じた一定振幅の定電流Ｉ１を出力する。
【００１７】
ＰＷＭ電流出力部２２は、ＰＷＭ制御によって図２（ｂ）に示すＰＷＭ電流Ｉ２を生成しており、ＰＷＭ周期Ｔｐ（５０Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度）におけるＰＷＭ電流Ｉ２のオンデューティを、調光信号出力部３から入力される調光信号に応じて調整する。ここで、オンデューティは、ＰＷＭ周期Ｔｐ、オン期間Ｔｏｎとすると、Ｔｏｎ／Ｔｐで表される。
【００１８】
調光信号出力部３は、ユーザの操作によって調光レベルが設定された調光信号を直流電源部２に出力する。または、外部の調光器からネットワークや専用線経由で受信した調光信号を直流電源部２に出力する構成でもよい。この調光信号は、デューティ可変のパルス信号、周波数可変のパルス信号等で形成される。
【００１９】
上記構成を備える本ＬＥＤ点灯装置は、図３に示すように最初は調光度合いを深くして次第に浅くする調光カーブに沿って調光され、調光レベルが高、中、低の各々の調光範囲Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、互いに異なる調光動作を行う。
【００２０】
まず、調光レベルの高調光範囲Ａは、調光レベルがＬ１（％）［第１の調光レベル］以上、１００（％）（全点灯）以下の範囲である。高調光範囲Ａでは、ＰＷＭ電流出力部２２が、オン期間Ｔｏｎ＝ＰＷＭ周期Ｔｐに調整して、オンデューティを１００％に固定したＰＷＭ電流Ｉ２を出力し（図４（ｂ））、定電流出力部２１が定電流Ｉ１の振幅を調光レベルに応じて調整する（図４（ａ））。この場合、定電流Ｉ１は、最大振幅Ｉ１１から所定振幅Ｉ１２までの調整幅Ｙ１内（０＜Ｉ１２＜Ｉ１１）で調光レベルに応じて調整され、ＰＷＭ電流Ｉ２は、所定振幅Ｉ２１の一定値となる。したがって、ＬＥＤ発光部４に供給されるＬＥＤ電流Ｉｏ（＝Ｉ１＋Ｉ２）は、図４（ｃ）に示すように、最大振幅Ｉｏ１（＝Ｉ１１＋Ｉ２１）から所定振幅Ｉｏ２（＝Ｉ１２＋Ｉ２１）までの調整幅Ｙ１内で調光レベルに応じて調整された電流となる。すなわち、ＬＥＤ電流Ｉｏは、調光レベルが低下するにつれて振幅が小さくなる一定振幅の電流となる。
【００２１】
次に、調光レベルの中調光範囲Ｂは、調光レベルがＬ２（％）［第２の調光レベル］より高く、Ｌ１（％）未満の範囲である（ここで、Ｌ２＜Ｌ１）。中調光範囲Ｂでは、定電流出力部２１が定電流Ｉ１の振幅を調光レベルに応じて調整し（図５（ａ））、ＰＷＭ電流出力部２２がＰＷＭ電流Ｉ２のオンデューティを調光レベルに応じて調整する（図５（ｂ））。この場合、定電流Ｉ１は、所定振幅Ｉ１２から振幅０までの調整幅Ｙ２内で調光レベルに応じて調整される。つまり、ＬＥＤ発光部４に供給されるＬＥＤ電流Ｉｏ（＝Ｉ１＋Ｉ２）において、定電流Ｉ１は調光レベルの低下に伴って減少するオフセット電流とみなすことができる。さらに、ＰＷＭ電流Ｉ２は、オン期間Ｔｏｎが、ＰＷＭ周期Ｔｐから所定のオン期間Ｔｏｎ１までの調整幅Ｘ１内（Ｔｏｎ１＜Ｔｐ）で調光レベルに応じて調整される。したがって、ＬＥＤ電流Ｉｏは、図５（ｃ）に示すように、ＰＷＭ周期Ｔｐ一定で、調光レベルの低下に伴ってオンデューティが減少するＰＷＭ電流Ｉ２が、調光レベルの低下に伴って振幅が小さくなる定電流Ｉ１に重畳された波形となる。そして、中調光範囲Ｂの下限（調光レベルＬ２（％））では、定電流出力部２１が出力する定電流Ｉ１は振幅０となり、ＰＷＭ電流出力部２２が出力するＰＷＭ電流Ｉ２は、ピーク値Ｉ２１、オン期間Ｔｏｎ１となる。
【００２２】
このように、中調光範囲Ｂでは、ＰＷＭ制御だけでなく、振幅制御も併用してＬＥＤ電流Ｉｏを変動させることで、調光レベルに対応させた光出力を得ている。すなわち、調光レベルが低下するときに、ＬＥＤ電流Ｉｏのオンデューティを減少させるだけでなく、オフセット量も小さくすることで、オンデューティの減少量をできるだけ少なくできる。したがって、中調光範囲Ｂに調光カーブの変極点Ｐが存在する場合でも、人間の目に感じられる光のチラツキを抑制することができる。
【００２３】
次に、調光レベルの低調光範囲Ｃは、調光レベルがＬ３（％）以上、Ｌ２（％）以下の範囲である（ここで、Ｌ３＜Ｌ２）。低調光範囲Ｃの上限（調光レベルＬ２）では、定電流出力部２１が出力する定電流Ｉ１の振幅は０となり、ＰＷＭ電流出力部２２が出力するＰＷＭ電流Ｉ２は、ピーク値Ｉ２１、オン期間Ｔｏｎ１となる。そして、低調光範囲Ｃでは、定電流出力部２１が定電流Ｉ１を振幅０に固定するとともに（図６（ａ））、ＰＷＭ電流出力部２２がＰＷＭ電流Ｉ２のオンデューティを調光レベルに応じて調整する（図６（ｂ））。この場合、ＰＷＭ電流Ｉ２は、オン期間Ｔｏｎが、オン期間Ｔｏｎ１から最小オン期間Ｔｏｎ２までの調整幅Ｘ２内（Ｔｏｎ２＜Ｔｏｎ１）で調光レベルに応じて調整される。したがって、ＬＥＤ発光部４に供給されるＬＥＤ電流Ｉｏ（＝Ｉ１＋Ｉ２）は、図６（ｃ）に示すように、調光レベルが低下するにつれてオンデューティが減少するピーク値Ｉ２１の電流となる。
【００２４】
そして調光レベルが低下して、ＬＥＤ電流Ｉｏのオン期間Ｔｏｎが最小オン期間Ｔｏｎ２にまで減少すると［第３の調光レベル］、以下の動作を行う。ＰＷＭ電流出力部２２は、さらなる調光レベルの低下に対して、ＰＷＭ電流Ｉ２のオン期間Ｔｏｎを最小オン期間Ｔｏｎ２に固定し、ＰＷＭ周期Ｔｐを長くしてオンデューティをさらに減少させるとともに、ＰＷＭ電流Ｉ２のピーク値をＩ２１から低減させている。したがって、ＬＥＤ発光部４に供給されるＬＥＤ電流Ｉｏ（＝Ｉ１＋Ｉ２）は、図６（ｄ）に示すように、調光レベルが低下するにつれてオンデューティが減少するとともに、ピーク値も減少する電流となる。したがって、調光下限を広げることが可能になる。
【００２５】
また、ＰＷＭ電流出力部２２は、高調光範囲ＡにおいてＰＷＭ電流Ｉ２のオンデューティを１００％以外の値に固定してもよい。さらに、定電流出力部２１は、低調光範囲Ｃにおいて定電流Ｉ１の振幅を０以外の値に固定してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  整流平滑部
２  直流電源部
２１  定電流出力部
２２  ＰＷＭ電流出力部
３  調光信号出力部
４  ＬＥＤ発光部
【図１】
0005480671.tif 000002
【図２】
0005480671.tif 000003
【図３】
0005480671.tif 000004
【図４】
0005480671.tif 000005
【図５】
0005480671.tif 000006
【図６】
0005480671.tif 000007
【図７】
0005480671.tif 000008